近年來,玻璃基板電子與半導體封裝概念持續升溫。包括Intel等行業巨頭都已涉足其中。近日,元旭半導體在天津濱海高新區成功召開MOG(Micro-LED on Glass)技術暨新產品發布會,推出全球首款量產玻璃基像素級集成封裝技術的Micro LED顯示器件。這將玻璃基半導體封裝應用概念的市場化進程再次向前推進,并為Micro LED顯示的發展提供了新的技術方案。
MOG(Micro-LED on Glass)落地,助力Micro LED發展
據悉,元旭半導體MOG技術將Micro RGB像素直接集成于玻璃基板之上,Micro主芯片尺寸縮小至50微米以下。采用MOG技術的LED顯示屏具備99.6%純黑覆蓋率和300,000:1超高對比度,可實現8K顯示等頂級LED直顯應用。

目前,元旭半導體天津超級工廠已經打通“芯片制造-巨量轉移-先進封裝”全鏈條。自今年3月28日基地啟動通線試生產以來,產能持續提升,月產能已達3000平方米,且有2億元在手訂單。元旭半導體計劃在2026年繼續提升量產能力至6000㎡/月,3年內預計可實現10億元的產值目標。
元旭半導體天津生產基地總用地面積約6.18萬平方米。該項目于2023年6月8日開工建設,總投資8億元,一期建設總投資額約為3.58億元,集成晶圓材料、芯片設計、制造、封裝測試全產業鏈環節,設計年產3萬平方米Mini/Micro-LED顯示模組。截至今年7月底,工廠前沿核心設備投入約1.2億元,規模突破400臺。
元旭半導體并非首個進入玻璃基LED直顯品類的企業。不過在這一賽道上,其主打的IDM2.0模式,實現了自主的全產業鏈制造方案,對于一個全新技術路徑而言,全鏈自主帶來具有更高的“確定性”。目前,玻璃基LED直顯技術不僅要結合玻璃基板新材料、新工藝,還需要結合Micro LED級別的新規格器件,其含“新”的程度非常高。這一點已成為該技術路徑發展的最大考驗。

元旭半導體通過集成晶圓材料、芯片設計、制造、封裝測試全產業鏈環節,實現了核心工藝和知識產權的全面垂直整合,并率先在全球實現玻璃基Micro LED直顯量產,這將為整個LED直顯、乃至包含LED背光的更廣闊LED應用產業的玻璃化工藝嘗試,提供有價值的經驗和可行性范例。作為全球首個該工藝量產項目,元旭半導體或已打開了LED直顯行業的一扇新大門。
MOG優勢明確,將成為新一代LED集成封裝的答案之一
元旭半導體MOG技術的核心優勢主要體現在,玻璃基板具備高導熱性、高光學透明度及可控熱膨脹特性。其中,與越來越精密、尺寸更小的Micro LED器件結合,尤其是與剝離襯底的器件結合時,玻璃材料與Micro LED材料的熱膨脹系數更為接近。相比PCB基板,玻璃基板能夠提供更高的鍵合穩定性。
MOG亦采用晶圓級制造技術,利用先進光刻技術,實現誤差±1微米級別的像素精度。這將提供Micro LED技術適配更小尺寸LED晶體顆粒,以及適配8K等更高分辨率指標的技術基礎。高精度的像素集成,也是巨量轉移中實現更高良率的基礎。晶圓級半導體工藝還帶來了封裝整體結構的可靠性升級。

同時,MOG像素集成將RGB芯片共封裝,實現均勻色混并降低器件尺寸至100-300um。這種MOG標準化RGB器件可以滿足下游終端客戶傳統集成工藝的應用需求,對于COB、表貼等終端集成方式,在設備、工藝、材料和效率方面都具有友好性與兼容性。更為重要的是,其在器件尺寸結構上明顯優于傳統PCB RGB像素器件,對于進一步推動LED直顯超高清發展,進入IT、車載、TV等主流顯示應用市場具有極佳適配性。
整體上,玻璃基板+Micro LED體現了玻璃基板在高精度封裝方面的量產優勢與穩定性優勢,并在最終器件上呈現出“更為微型化”的趨勢。這些優勢與當前LED直顯產業終端需求的“效果體驗升級”,特別是Micro LED技術普及化浪潮相呼應,很好地滿足了新一代LED直顯產品拓展高端應用市場邊界的需求。
另據行業分析認為,除了獨立RGB器件,MOG技術也適用于多像素封裝或大規模像素集成的面板式Micro LED封裝。通過開拓更多規格的封裝器件,玻璃基技術有望在Micro LED時代大放異彩。
與Micro LED更配,玻璃基技術方興未艾
英特爾封裝專家段鋼曾指出:“當芯片線寬進入2μm時代,玻璃基板是延續摩爾定律的唯一選擇。”這一點同樣適用于Micro LED產業。只不過在Micro LED領域,玻璃基板還可以提供“更小的線寬”之外的更多優勢,如“熱性能與光滑度”。

PCB(印刷電路板)的熱膨脹對于越來越小的Micro LED鍵合連接是一個挑戰。而低膨脹系數玻璃在光學望遠鏡、航空航天領域已有成熟應用,技術非常成熟、產能和原料也極為充沛。業內人士指出,在Micro LED的尺寸量級上,玻璃基板的熱變形幾乎可忽略不計。同時,PCB基板的光滑性在應對巨量Micro LED轉移工藝時,是導致錯位、偏移的重要因素,對成品率影響很大。而玻璃基產品可輕松實現光學級平整度,為巨量轉移提供更為友好的基面,有助于提升效率和成品率。
正是這兩點,讓玻璃基與Micro LED更加匹配。此前,京東方、維信諾-辰顯、TCL華星等都發展了玻璃基LED應用產品和技術。例如維信諾-辰顯總投資30億元,建設了全區首條TFT Micro LED量產線。元旭半導體MOG則將玻璃基引入到RGB封裝器件產品上,進一步拓寬了玻璃基板與Micro LED結合的量產路徑。此外,行業企業還在研究柔性玻璃基板LED顯示、玻璃基板透明LED顯示的技術與應用,進一步發揮玻璃技術的性能優勢。
除了直顯之外,沃格光電亦擬募資10.6億元投入“玻璃基 Mini LED 顯示背光模組項目”,搶占LCD顯示HDR化時代的Mini LED背光機遇。其玻璃基Mini LED顯示背光模組項目由公司全資子公司江西德虹實施,總投資20.06億元,建設期24個月,達產后將實現年產605萬片玻璃基Mini LED顯示背光模組的產能。據悉,Mini LED背光正在向IT市場加速滲透。傳統PCB板產品,在IT和車載應用的顯示尺寸下(10-30英寸),實現2000-10000分區背光面臨技術和成本壓力,玻璃基板則能很好地解決“小型化高分區液晶顯示背光”的未來市場需求。

圍繞Mini/Micro LED封裝與集成模組,在RGB獨立器件、背光板或燈條組件、直顯面板產品等方面,玻璃基板LED產業已形成60億元以上投資規模項目。雖然與Micro LED行業全球高達千億的投資規模相比,這仍是一個較小的數據,但考慮到封裝基板比較LED晶圓處于投資鏈的后端,且玻璃基與未來更高清晰度顯示以及更小Micro LED尺寸的適配性,隨著Micro LED顯示產業逐漸落地,玻璃基依然是被行業看好的“大趨勢”技術之一。
可以預見,隨著Micro LED技術的不斷成熟、進步,并進入規模化應用時代,玻璃基技術有望在Mini/Micro LED時代扮演越來越重要的角色。它不僅為新興企業提供了“換道超車”的契機,更可能重塑顯示行業的競爭格局,推動整個產業向更高性能、更高集成度的方向邁進。搶占玻璃基或將成為LED顯示技術升級的關鍵引擎與競爭焦點,值得行業企業未雨綢繆。












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